Günstige Wärmebildkamera selbst bauen: DIY-Anleitung

Suchen Sie eine Möglichkeit, Wärmesignaturen im Winter aufzunehmen, aber kommerzielle Wärmebildkameras sind zu teuer? Dann bauen Sie eine DIY-Wärmebildkamera.

Eine Wärmebildkamera selbst zu bauen ist nicht so schwer. Kurz: Aktivieren Sie die Fähigkeit Ihres Kamerasensors, Infrarotlicht zu sehen.

DIY-Wärmebildkamera ist weit günstiger als die billigste Seek Thermal Kamera (~200 $).

In diesem Artikel: Bau einer einfachen DIY-Wärmebildkamera mit reibungslosem Betrieb und Funktionsweise professioneller Kameras.

Auch für Wärmebildkamera-Schaltungen interessant.

DIY-Wärmebildkamera

Durchschnittliche Wärmebildkamera: teuer. Miete: ~50 $/Tag. Selbstbau: deutlich günstiger.

Kurz: Jede Digitalkamera lässt sich in Wärmebildkamera umwandeln. Warum? Integrierte CCD-Sensoren erfassen Infrarotspektrum.

Handykamera mit Wärmebild

Da langfristige IR-Belastung Sensoren schädigt, nutzen Hersteller IR-Sperrfilter. Entfernen Sie den IR-Filter vom Objektiv → Infrarotsicht freigeschaltet.

Wir nutzen MLX90640 Thermal Camera (24×32 Auflösung = 768 Pixel) mit Raspberry Pi SBC → Temperaturkarten mit hoher Auflösung.

Python steuert RPI für bestimmte Limits. MLX90640 positioniert → 320×240 Auflösung.

Für mobilen Betrieb: Live-Anzeige der Kameraausgabe + Batterie. Bonus: Als Sicherheitskamera nutzbar (hochauflösend genug für Qualitätsbilder).

Funktionsprinzip

Wärmebildkamera erfasst nur Infrarotbereich von Objekten – für menschliches Auge unsichtbar. Die meisten Objekte erzeugen Infrarotenergie (= Wärmesignatur). Wärmebildkamera detektiert und misst diese Energie.

Konvertiert IR-Daten in elektronisches Bild → zeigt Oberflächentemperatur. Optische Systeme bündeln IR-Energie auf Detektorchip/Sensorarray.

Wärmebild

Sensorarray: Tausende Detektorpixel im Grid. Jedes Pixel detektiert fokussierte IR-Energie → passendes elektronisches Signal.

Prozessor berechnet Signals pro Pixel → Farbkarte der Temperaturen. Jeder Temperaturwert = andere Farbe. Farbmatrix → Kameraspeicher → Wärmebildanzeige.

Meiste Wärmebildkameras haben Standardkamera für sichtbares Licht. Kombiniert: Problembereiche im Wärmebild leicht mit realem Bereich/Equipment abgleichbar.

Benötigte Komponenten

Zwei Komponenten für DIY-Wärmebildkamera:

• Raspberry Pi 4 Computer
• MLX90640 Wärmebildkamera

Preise variieren je Bezugsquelle – Projekt kostet max. ~150 $.

Schritte

Schritt 1: Verkabelung

MLX90640 an Raspberry Pi anschließen. Unten: Verdrahtungsdiagramm.

Kommunikation via I2C-Protokoll → Pi Hardware-Pins 3 (SDA) oder 5 (SCL).

Verdrahtungsdiagramm

Schritt 2: Raspberry Pi mit MLX90640 einrichten

Adafruit Library für MLX90640 Breakout Board programmieren. Folgende Codes im Raspberry Pi Terminal für Python-Visualisierung des MLX90640 Sensors:

Zusätzlich folgende Befehle:

Prüfen ob I2C aktiviert:

Boot-Datei auf RPI öffnen. Zu dtparam=i2c_arm=on navigieren, uncomment nicht deaktiviert lassen. Nach I2C-Aktivierung: RPI neu starten:

Bei korrekter Verdrahtung: I2C-Port prüfen, ob RPI MLX90640 nach Reboot registriert.

Erwartetes Terminal-Ergebnis:

Kommandoergebnisse

Erscheint 33 → gut. I2C-Adresse MLX90640 = 0x33. Im Datenblatt bestätigen.

Raspberry Pi liest MLX90640 Breakout Board. Weitere Libraries nötig (Adafruit). Installationsbefehle:

Optional: Python IDLE installieren (Integrated Development and Learning Environment). Code:

IDLE öffnen, MLX90640 Library von Adafruit importieren – Testcode:

Testcode

Ergebnis: Durchschnittstemperatur-Ausgabe. Bei Refresh-Rate-Fehler: I2C-Geschwindigkeit auf RPI erhöhen. config.txt anpassen:

Bei dtparam=i2c_arm=on Zeile hinzufügen: i2c_arm_baudrate=1000000 (1 Mbit/s).

Schritt 3: MLX90640 Echtzeit-Wärmebildkamera visualisieren

Verschiedene Python-Visualisierungsmöglichkeiten. imshow für Bildanzeige.

Einfache MLX90640-Visualisierung mit imshow:

Visualisierungscode

Schritt 4: MLX90640 interpolieren

Visualisierungscode oben = schnelle Anzeige. Für finale Auflösung & Plot-Geschwindigkeit:

ndimage-Toolbox aus Python-Library → Zoom-Funktion. Interpolation 24×32 → 240×320. Befehl zum Visualisierungscode hinzufügen:

matplotlib „blitting“-Methode für aktualisierte Framerate bei interpoliertem Bild. Code:

Blitting-Code

Abschluss

DIY-Wärmebildkamera (günstiger) = toller Weg für Infrarotbilder ohne Geldbeutel zu leeren. Nach Bau: Temperaturdifferenzen schnell untersuchen.

Auch Temperatursensor mit hochauflösenden Bildern baubar. DIY-Auflösung erreicht nicht kommerzielle Varianten, aber reicht für Wärmelecks/Temperaturänderungen in Bereich/Objekt.

Fragen? Kontaktieren Sie uns – wir antworten gerne und helfen weiter.